Установка ізомеризації складається з наступних блоків:
1. Вузол підготовки сировини.
2. Вузол осушки ВСГ.
Вузол підготовки сировини
Сировина - гідроочищена пентан-гексанова фракція, із блоку вторинної ректифікації установки надходить у вузол підготовки сировини блоку ізомеризації із температурою 40 оС і тиском 12,5 МПа. Сировина нагрівається в міжтрубних просторах теплообмінників Т-1 до температури 80 оС, потім Т-2 до температури 121 оС. В теплообміннику Т-1 сировина нагрівається за рахунок рекуперації тепла нагрітої сировини, яка виходить із адсорбера Е-3А/В, а в теплообміннику Т-2 сировина нагрівається високотемпературним органічним теплоносієм - маслом АМТ-300.
Нагріта сировина надходить в апарат Е-3А/В із верху вниз. Адсорбери Е-3 А/В працюють по черзі. Один апарат працює до тих пір, коли вміст сірки у вихідному потоці досягне 0,1 ppm мас. Якщо це настане даний апарат перемкнеться на режим регенерації, а апарат, який знаходився на очікувані стає діючим. У режимі регенерації регенеруючий агент поступає в адсорбер протитечією в порівнянні із сировинним потоком, тобто знизу в верх. Регенеруючим агентом являється пари ізомеризату нагріті до температури 316 оС. У випарнику Т-9 за рахунок тепла водяної пари з тиском 1,2 МПа (12,0 кг/см2) нагріває регенеруючий агент, який випаровується і із температурою 152°С поступає в електричний перегрівач Т-10, в якому він нагріваються до температури 316 оС. Перегріті пари ізомерізату з перегрівача Т-10 з температурою316°С і тиском 0,78 МПа (7,8 кгс/см2) прямують до осушувача Е-5А/В і адсорбера Е-3А/В, що підлягає в даний момент регенерації.
Технологічною схемою передбачено також використання перегрівача Т-10 для підігріву водню при необхідності відпарювання сірки з каталізатора в реакторах ізомеризації.
Минуючи додаткове очищення від сірковмісних сполук рідка сировина віддає своє тепло свіжому сировинному потоку в трубному просторі теплообмінника Т-1, охолоджуючись до температури 83 оС, після чого поєднується з рецикловим потоком - бічним погоном деізогексанізатора (ДІГ). Об'єднаний сировинний потік із температурою 93 оС охолоджується в повітряному холодильнику ХП-4 до температури 40-55оС и надходить в апарати осушки рідкої сировини Е-5А/В. Але, так як адсорбер сірковмісних сполук працює на адсорбенті, який водночас осушує сировину, тому немає потреби в апараті осушки рідкої сировини Е-5А/В. Раніше дані апарати працювали наступним чином.
Вузол осушки ВСГ
Апарати осушки працюють послідовно, за винятком тих періодів, протягом яких вони перебувають у режимі регенерації, коли в експлуатації залишається тільки один з них.
Пентан-гексанова фракція надходить в апарат осушки рідкої сировини знизу, проходить у висхідному потоці через адсорбент, що осушує, на основі молекулярних сит і виводиться зверху. Потім через одну з ліній перемикання апаратів осушки потік направляється в інший апарат осушки рідкої сировини й проходить через нього так само висхідним потоком. Осушена сировина надходить у видаткову сировинну ємність Е-6.
Через якийсь час адсорбент у першому по ходу сировини апарату осушки насичується вологою. Необхідність у регенерації адсорбенту в цьому апарату осушки виникає як тільки вміст вологи у вихідному з нього потоці
досягне 1 ppm мас.. Апарат осушки з відпрацьованим адсорбентом виводять із експлуатації, закривши відповідні запірні арматури. Другий підключений послідовно апарат осушки стає тепер єдиним працюючим апаратом осушки рідкої сировини.
Таблиця 3.1
Таблиця апаратів технологічної схеми блоку підготовки сировини установки ізомеризації
| Позначення | Найменування | Кіл. | Примітка |
| Т–1, Т–2, Т-11 | Теплообмінники | 3 | — |
| Е–3/А, Е–3/В | Адсорбери сірковмісних сполук | 2 | — |
| ПХ-4 | Повітряний холодильник | 1 | — |
| Е-5/А, Е-5/В | Осушувачі сировини | 2 | — |
| Е-6 | Сировина ємкість | 1 | — |
| Н-7/А, Н-7/В | Сировині насоси | 2 | — |
| Ф-8/А, Ф-8/В | Фільтри | 2 | — |
| Т-9 | Випарник | 1 | |
| Т-10 | Перегрівач | 1 |
Матеріальний баланс
Для розрахунку матеріального балансу установки ізомеризації потрібно позначити вхідні і вихідні потоки даної установки. На рис. 5.1 показані вхідні і вихідні потоки установки ізомеризації (дана принципіальна схема включає тільки ті апарати, в які приходить або з яких виходить потік).
Рис. 4.1 Матеріальні потоки установки ізомеризації
На рис. 4.1 позначені такі потоки:
Go – сировина, 
- сировина очищена від сірковмісних сполук, G1 – об’єднаний потік сировини і рециклового потоку G6, G2 – гази стабілізації, G3 – стабільний ізомеризат, G4 – товарний ізомеризат, G5 – товарний ізомеризат із потоком сірковмісних сполук G7, G8 – боковий погін колони ДІГ.
З рис. 4.1 видно, рівнянням матеріального балансу установки можна представити у даному вигляді:
. (4.1)
Приведемо дані про склад потоків по концентраціям речовин, які находиться в потоці [12]. По потоку Go:
Таблиця 5.1
Склад сировини, яка поступає в установку ізомеризації
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 39,21995 | 0,67 | 17,22 | 21,32 | 0,00995 | 0 | 0 |
| ізопарафіни | 36,42 | 0,04 | 9,6 | 24,18 | 2,6 | 0 | 0 |
| ароматика | 3,52 | 0 |
| 3,52 |
| 0 | 0 |
| нафтени | 20,84 | 0 |
| 20,35 | 0,49 | 0 | 0 |
| олефіни | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Сірковмісні сполуки | 0,00005 | ||||||
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
По потоку G1:
Таблиця 5.2
Склад сировини і об’єднаного рециклового потоку
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 29,553 | 0,198 | 8,722 | 20,564 | 0,040 | 0,029 | 0,000 |
| ізопарафіни | 59,806 | 0,041 | 4,133 | 54,144 | 1,488 | 0,000 | 0,000 |
| ароматика | 0,685 | 0,000 | 0,000 | 0,685 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| нафтени | 9,955 | 0,000 | 0,000 | 8,836 | 0,723 | 0,396 | 0,000 |
| олефіни | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Сірковмісні сполуки | 0,00001 | ||||||
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
По потоку G2:
Таблиця 5.3
Склад газу стабілізації
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 89,31 | 89,31 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| ізопарафіни | 10,69 | 10,69 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| ароматика | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| нафтени | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| олефіни | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
По потоку G3:
Таблиця 5.4
Склад кубового потоку колони стабілізації ізомеризату
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 15,439 | 0,025 | 3,317 | 11,871 | 0,086 | 0,081 | 0,058 |
| ізопарафіни | 73,321 | 0,007 | 7,401 | 64,023 | 1,504 | 0,030 | 0,356 |
| ароматика | 0,089 | 0,000 | 0,000 | 0,084 | 0,000 | 0,005 | 0,000 |
| нафтени | 11,151 | 0,000 | 0,000 | 7,179 | 1,621 | 2,203 | 0,149 |
| олефіни | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
По потоку G4:
Таблиця 5.5
Склад товарного ізомеризату
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 13,554 | 0,114 | 11,682 | 1,758 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| ізопарафіни | 86,083 | 0,034 | 25,759 | 60,284 | 0,006 | 0,000 | 0,000 |
| ароматика | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| нафтени | 0,362 | 0,000 | 0,000 | 0,354 | 0,000 | 0,008 | 0,000 |
| олефіни | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
По потоку G8:
Таблиця 5.6
Склад бокового погону ДІГ
| Речовини | Разом, %мас. | C1-C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9-C11 |
| н-парафіни | 3,898 | 0,000 | 0,000 | 0,079 | 0,626 | 1,575 | 1,617 |
| ізопарафіни | 13,584 | 0,000 | 0,000 | 0,057 | 2,194 | 1,699 | 9,634 |
| ароматика | 2,130 | 0,000 | 0,000 | 1,333 | 0,156 | 0,333 | 0,308 |
| нафтени | 80,388 | 0,000 | 0,000 | 0,515 | 25,453 | 50,397 | 4,023 |
| олефіни | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
| Разом, %мас. | 100 | ||||||
На установку подається також водневмісний газ, але ми ним знехтуємо.
Для визначення потоків G2, G4, G5, G8, G7 використаємо наступні формули
, (4.2)
де Gi – один із множин потоків m, який утворився з основного потоку G, кг;
– концентрація компоненту j із n компонентів в потоці i, долі.
Для розрахунку кількості сірковмісних сполук потрібно лише визначити масу цих сполук, яка адсорбується адсорбентом:
(4.3)
де GS – маса сірковмісних сполук, адсорбентом;
– різниця концентрацій до і після адсорбера сірковмісних сполук.
Оскільки 
, то знайдемо потік товарного ізомеризату G5 із потоком сірковмісних сполук G7 за формолою:
. (4.4)
Отже, масовий потік газу стабілізації:
де – коефіцієнт 0,85 враховує ре циркулюючий потік, який становить 15% основного потоку.
масовий потік товарного ізомеризату із потоком сірковмісних сполук:
масовий потік бокового погону колони ДІГ:
Кількості сірковмісних сполук що адсорбується
Масовий потік товарного ізомеризату G5 із потоком сірковмісних сполук G7 за формолою:
Зробимо перевірочний розрахунок по матеріальному балансу, який включає тому, щоб вхідні масові потоки були рівні вихідним масовим потокам. Отже, перевірочний розрахунок проводимо за допомогою формули 4.1:
Отже, як ми бачимо існує різниця в 
= 
.
Це пояснюється тим, що ми прийняли деякі припущення і знехтували водневмісним газом, який є невід’ємною частиною процесу.
Зведемо матеріальний баланс установки в таблицю 4.7.
Таблиця 4.7
Матеріальний баланс установки ізомеризації
| Речовини | Вхід, кг/рік | Вихід, кг/рік |
| н-парафіни | 50985935 | 4391320,593 |
| Ізопарафіни | 4734600 | 111771283,7 |
| Ароматичні вуглеводні | 457600 | 2899,305882 |
| Нафтени | 14321800 | 13771485 |
| Олефіни | 0 | 0 |
| Сірковмісні сполуки | 65 | 65 |
| Втрати | 0 | 0 |
| Разом | 70500000 | 70500000 |
Тепловий розрахунок
При розрахунку теплового балансу реактора визначають кількість тепла,що надходить і йде з реакційною сумішшю, витрати тепла на реакцію й тепловтрати через стінку. За даними теплового балансу визначають температуру потоку, що йде, що необхідно для розрахунку наступних апаратур. Почнемо з оцінки тепловтрат , тому що вони мають самостійне значення.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 237.
